一种三余度计算机通道故障逻辑算法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航空电子飞控系统领域，具体涉及一种三余度计算机通道故障逻辑算 法。
【背景技术】
[0002] 飞行控制计算机是数字电传飞行控制系统的核心部件，然而单余度数字电传飞行 控制系统的可靠性相比于机械操纵系统大大降低，为提高系统的安全性和任务可靠性，目 前飞行控制计算机多采用多余度技术（通常采用三余度或四余度配置）。对于无人作战飞 机，从系统可靠性指标、重量、体积、功耗、费用和系统复杂性等多方面综合考虑，目前多采 用三余度电传飞行控制系统。余度技术的核心是余度管理，余度管理策略的设计与实现是 余度系统设计的重要组成部分，在一定程度上决定着系统设计的优劣。对于三余度飞行控 制计算机，输入和输出信号可以通过中央处理器（CPU)内余度管理软件的监控表决算法实 现信号正常或故障的判断，并对故障进行识别、隔离、申报及重构等，而对于CPU本身如果 由CPU自己来判断正常或故障，判断结果往往是不可靠的，因此对于CPU本身以及计算机本 通道的正常或故障的判断，需要采用专门硬件实现通道故障逻辑算法来判断。
【发明内容】
[0003] 为克服相关技术中存在的问题，本发明提供了一种三余度计算机的通道故障逻辑 算法，算法由专门的硬件电路实现，通过特定的算法分别对计算机内的电源、看门狗定时 器、计算机输出指令、同步、CPU自监控结果等进行判断，再将判断结果按照预先指定的故障 逻辑关系算法进行综合，来监控计算机。
[0004] 本发明三余度计算机通道故障逻辑算法，通过对以下A、B、C、D四个故障进行逻辑 与运算来判断某一计算机通道故障进行逻辑判断：
[0005]A、判断电源监控故障；
[0006]B、判断看门狗监控故障；
[0007]C、判断自身CPU故障；
[0008]D、获取其余两个通道对本通道CPU故障的逻辑判断，
[0009] 其中，其余两个通道对本通道CPU故障的判断均为故障时，则置D为故障，否则置D为正常；当A、B、C、D均为正常时，才置该通道为正常，否则该通道为故障。
[0010] 优选的是，所述自身CPU故障包括同步监控故障、计算机输出指令监控故障和CPU自监控故障中的至少一种故障。
[0011] 在上述任一方案中优选的是，通过硬件检测二次电源电压是否在设备安全有效的 范围内进行所述电源监控故障的判断。
[0012] 在上述任一方案中优选的是，所述计算机输出指令监控故障包括计算机对三个通 道解算的控制律舵面指令进行监控，所述指令通过AINC659总线获得。
[0013] 在上述任一方案中优选的是，所述计算机输出指令监控故障时，当三余度信号均 有效但输出结果不同时，采用如下方式进行故障逻辑判断：
[0014]a)计算三余度有效信号最大值与最小值之间的差值；
[0015]b)若最大与最小信号之差小于故障门限，则将各通道奇异和非奇异故障计数器清 零；
[0016] c)若最大与最小信号之差大于故障门限，则需计算相邻两两信号的差值；
[0017] d)通过相邻两两信号的差值判断全部信号状态。
[0018] 在上述任一方案中优选的是，所述同步监控故障采用"双握手"算法来保证通道间 任务同步，两次握手判断失步的逻辑关系为"或"关系。
[0019] 在上述任一方案中优选的是，所述CPU自监控故障中，判断CPU自检测正常的方法 为CPU故障寄存器标志正常、ARINC659总线标志正常、运算结果正常以及任务流正常的逻 辑关系为"与"关系。
[0020] 本发明提供的技术方案包括以下有益效果：本发明提供的三余度计算机通道故障 逻辑算法由专门的硬件电路实现，克服了由其本身检测带来的结果不准确的缺点。
【附图说明】
[0021] 图1是按照本发明三余度计算机通道故障逻辑算法的一优选实施例的监控逻辑 关系不意图。
[0022] 图2是图1所示实施例的本通道CPUV监控逻辑示意图。
【具体实施方式】
[0023] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
[0024] 本发明三余度计算机通道故障逻辑算法，通过对以下A、B、C、D四个故障进行逻辑 与运算来判断某一计算机通道故障进行逻辑判断：
[0025] A、判断电源监控故障；
[0026] B、判断看门狗监控故障；
[0027] C、判断自身CPU故障；
[0028] D、获取其余两个通道对本通道CPU故障的逻辑判断，
[0029] 其中，其余两个通道对本通道CPU故障的判断均为故障时，则置D为故障，否则置 D为正常；当A、B、C、D均为正常时，才置该通道为正常，否则该通道为故障。
[0030] 需要说明的是，本实施例以及图1和图2中，DPV_F_X:X通道对本通道的正常/故 障判断结果；DPV_F_Y:Y通道对本通道的正常/故障判断结果；FR:故障恢复指令；RESET: 硬件复位；CPUV_TX:本通道状态发送给X通道；CPUV_TY:本通道状态发送给Y通道；LDPV: 本通道数字机状态。
[0031] 在本实施例中，具体的包括以下几个方法：
[0032] 1?电源监控（PSV)
[0033] 电源模块的故障监控和管理是指对系统所使用的二次电源电压（包括5V，±15V) 进行监控，通过硬件检测二次电源电压是否均在有效范围内，如果全都在有效范围内则置 电源监控有效（PSV有效），否则置PSV无效（即二次电源监控故障）。
[0034] 2.看门狗监控（WDV)
[0035] 正常情况下，主处理器CPU在软件控制下按一定的周期清除看门狗线路，如果在 规定的时间内（如50ms)未正常清除看门狗，则认为看门狗输出失效（WDV失效）。
[0036] 3.计算机输出指令监控
[0037] 各通道计算机对其他两个通道计算机解算的控制律舵面指令（通过AINC659总线 获得），以及本通道解算的控制律舵面指令进行监控，如果监控出本通道指令故障，则置本 通道CPU监控故障（CPUV故障），如果监控出其他通道故障，则置其他通道故障，并通知其 他通道本通道对其他通道数字机监控的结果（DPV_TX，DPV_TY)。仅当三余度信号均有效时 才对指令进行监控，两余度或者单余度有效时不监控，直接置本通道指令正常，监控策略如 下：
[0038] a)计算三余度有效信号最大值与最小值之间的差值；
[0039] b)若最大与最小信号之差小于故障门限，则将各通道奇异和非奇异故障计数器清 零；
[0040] C)若最大与最小信号之差大于故障门限，则需计算相邻两两信号的差值；
[0041] d)通过相邻两两信号的差值判断全部信号状态。可能状态见表1。
[0042] 表1两两信号差值的可能状态
【主权项】
1. 一种S余度计算机通道故障逻辑算法，其特征在于；通过对W下A、B、C、D四种情况 进行故障监控与运算来对=余度计算机的某一通道故障进行逻辑判断： A、 判断电源是否故障； B、 判断看口狗是否故障； C、 判断自身CPU是否故障； D、 获取其余两个通道对本通道CPU故障的逻辑判断结果， 其中，其余两个通道对本通道CPU故障的逻辑判断结果均为本通道CPU故障时，则置D 为故障，否则置D为正常；当A、B、C、D均为正常时，才置所述S余度计算机的该通道为正常， 否则该通道为故障。
2. 根据权利要求1所述的=余度计算机通道故障逻辑算法，其特征在于：所述自身CPU 故障包括同步监控故障、计算机输出指令监控故障和CPU自监控故障中的至少一种故障。
3. 根据权利要求2所述的=余度计算机通道故障逻辑算法，其特征在于：通过硬件检 测二次电源电压是否在设备安全有效的范围内进行所述电源监控故障的判断。
4. 根据权利要求3所述的=余度计算机通道故障逻辑算法，其特征在于：所述计算 机输出指令监控包括计算机对=个通道解算的控制律驼面指令进行监控，所述指令通过 AINC659总线获得。
5. 根据权利要求4所述的=余度计算机通道故障逻辑算法，其特征在于：所述计算机 输出指令监控故障时，当=余度信号均有效但输出结果不同时，采用如下方式进行故障逻 辑判断： a) 计算=余度有效信号最大值与最小值之间的差值； b) 若最大与最小信号之差小于故障口限，则将各通道奇异和非奇异故障计数器清零； C)若最大与最小信号之差大于故障口限，则需计算相邻两两信号的差值； d)通过相邻两两信号的差值判断全部信号状态。
6. 根据权利要求5所述的=余度计算机通道故障逻辑算法，其特征在于：所述同步监 控故障采用"双握手"算法来保证通道间任务同步，两次握手判断失步的逻辑关系为"或"关 系。
7. 根据权利要求6所述的=余度计算机通道故障逻辑算法，其特征在于：所述CPU自 监控故障中，判断CPU自检测正常的方法为CPU故障寄存器标志正常、ARINC659总线标志 正常、运算结果正常W及任务流正常的逻辑关系为"与"关系。
【专利摘要】本发明提供了一种三余度计算机通道故障逻辑算法，通过对电源监控；看门狗监控；自身CPU监控以及获取其余两个通道对本通道CPU监控的逻辑判断四个故障进行逻辑与运算来判断某一计算机通道故障进行逻辑判断，其中，其余两个通道对本通道CPU故障的判断均为故障时，则置其为故障，否则置其为正常；当四个监控均为正常时，才置该通道为正常，否则该通道为故障。该逻辑算法由专门的硬件电路实现，克服了由其本身检测带来的结果不准确的缺点。
【IPC分类】G05D1-08
【公开号】CN104679007
【申请号】CN201510103385
【发明人】吕嘉凯, 张冬, 韩淑梅
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月9日